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A multi-biomarker approach using caged blue mussel, Mytilus edulis, on three World War shipwrecks in the North Sea

This dataset contains results from a field-based exposure study assessing the biological effects of submerged munitions on the marine bivalve Mytilus spp.. Mussels were collected from Sylt Island (North Sea) and exposed at three historic munition wrecks: SMS Mainz (Germany), KW58 Hendericus (Belgium), and UC30 (Denmark). At each site, mussel cages were deployed directly on or near the wreck structures for several weeks. After recovery, mussels were assessed for mortality and dissected for histochemical and biochemical analyses. Tissues (gills, mantle, and digestive gland) were examined for histological biomarkers including lipofuscin, glycogen, neutral lipids, as well as sex and gonadal maturity. Enzymatic activities of catalase (CAT) and glutathione S-transferase (GST) were measured spectrophotometrically and normalized to protein content.

Chemical analysis for explosive compounds in water, sediment, and flatfish Limanda limanda (dab) collected from shipwrecks in the North Sea to assess the biological effects of old World War munitions

This dataset documents field investigations on release of legacy World War I munition explosive compounds into the surrounding marine environment, with a focus on shipwreck sites in the North Sea. Three historically well-documented wrecks were selected: the light cruisers SMS Mainz and SMS Ariadne, and the minelayer submarine UC30. These wrecks were chosen based on detailed archival information regarding their sinking circumstances and cargo, their unambiguous identification, and their accessibility for scientific diving operations. As a munition-free control, a reference area outside known wreck fields was sampled (Naturschutzgebiet Borkum Riffgrund). The flatfish Limanda limanda (dab) was selected as a sentinel species. Sampling was conducted during several cruises with the research vessel Heincke (HE 573, April 2021 – SMS Mainz; HE 596, April 2022 – UC30 and SMS Ariadne; HE 607, September 2022 – UC30; HE 613, February 2023 – SMS Ariadne) and with the Uthörn (May 2022 – reference site). Water was sampled with a CTD rosette water sampler at different depths and processed on board by solid phase extraction at 4 °C. Sediment was sampled with a Van Veen grab sampler and frozen at -20 °C. Fish were caught using bottom trawls deployed as close as possible to the wreck structures. Captured fish were transferred to seawater tanks prior to dissection. Each specimen was measured, weighed, and assessed biometrically to calculate condition factors as indicators of general health. Tissue samples were immediately frozen in liquid nitrogen and stored at -20 °C. Samples were processed in the lab according to established protocols. All samples were analyzed by gas chromatography triple quadrupole mass spectrometry (GC-MS/MS) for the explosive TNT and its metabolites 2- and 4-ADNT.

Ein bio-elektrochemischer Sensorarray zur Detektion von Perfluoralkylsäuren (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)

Veranlassung Es fehlen schnelle und vor allem feldtaugliche Methoden zur Detektion von PFAS in der Umwelt, um so zeitnah Maßnahmen zur Minderung von PFAS-Kontaminationen durchzuführen oder den Erfolg von Minderungsmaßnahmen zu beurteilen. Entsprechende Methoden können ebenso helfen, die Prozesssteuerung einer Abwasserbehandlung zur Entfernung von PFAS z. B. durch eine Aktivkohlebehandlung zu optimieren. Das Projekt PFASense hat sich zum Ziel gesetzt, eine solche Methode zu entwickeln. Hierzu werden Elektroden hergestellt, die a) entweder für eine spezifische Detektion perflourierter Verbindungen oberflächenmodifiziert sind und b) biologische Effekte, die durch perflourierte Verbindungen hervorgerufen werden können, mit mikrobiellen Bioreportern elektrochemisch erfassen. Mit den individuellen Signalen der einzelnen Elektroden wird eine KI trainiert und auf diese Weise ein Sensor-Array zur sensitiven Detektion der großen Stoffgruppe der perfluorierten Verbindungen in Umweltproben entwickelt. Ziele - a. Design und Herstellung von molekular geprägten Membranen zur Anreicherung spezifischer PFAS. - b. Design und Herstellung elektrochemischer, bakterieller Biosensoren zur Detektion biologischer Effekte, die durch PFAS hervorgerufen werden. - c. Design und Herstellung elektrochemischer, hefebasierter Biosensoren zur Detektion einer Veränderung der Thyroid-Signalkaskade durch PFAS. - d. Design und Herstellung eines intelligenten elektrochemischen Sensors für die direkte chemische Detektion von PFAS mittels KI-gestützter Datenauswertung. - e. Konstruktion eines mikrofluiden multi-Sensor-Arrays unter Nutzung der in a. bis d. entwickelten Komponenten. - f. Validierung und Eignungstestung des entwickelten Sensor-Arrays mittels Einzelsubstanzen, Substanzmischungen sowie dotierten und undotierten Realproben mit einem Fokus auf industriellen Abwässern. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer innovativen technologischen Lösung für die folgende Fragestellung: Wie kann man zeitnah Informationen über die Qualität von z. B. Abwässern erhalten, ohne auf verzögert zur Verfügung stehende, analytische Informationen aus einem Labor angewiesen zu sein? Dieser Bedarf an zeitnahen Informationen für eine Bewertung von Abwasser und Wasserproben kann perspektivisch mittels eines bio-elektrochemischen Sensorarrays gedeckt werden, der im Rahmen des Projekts für den Nachweis von Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) entwickelt wird. PFAS werden in zahlreichen Produkten verwendet, darunter wässrige filmbildende Schäume für die Brandbekämpfung, antihaftbeschichtetes Kochgeschirr, Lebensmittelverpackungen, wasserabweisende Stoffe, medizinische Geräte, Kunststoffe und Lederprodukte. PFAS werden jedoch mit verschiedenen, toxikologisch relevanten Effekten in Verbindung gebracht, wie mit veränderten Immun- und Schilddrüsenfunktionen, Leber- und Nierenerkrankungen, Lipid- und Insulinstörungen, Fortpflanzungs- und Entwicklungsstörungen oder auch der Krebsentstehung. Als unmittelbare Folge dieser Gesundheitsrisiken hat die Europäische Kommission einen Vorschlag zur Überarbeitung der Liste der prioritären Stoffe in Oberflächengewässern angenommen, unter denen 24 Verbindungen zur Gruppe der PFAS gehören.

Ökologische Durchgängigkeit, Analyse unterschiedlicher Typen von Fischaufstiegsanlagen auf die Hydraulik und Passierbarkeit

In dem Projekt werden unterschiedliche Bauformen von FAA, die weniger umfänglich untersucht wurden, als Schlitzpässe (s. Projekt: Analyse der Auswirkung unterschiedlicher geometrischer und hydraulischer Variationen auf die Passierbarkeit einer FAA in Schlitzpassbauweise) auf ihre Passierbarkeit untersucht. Zudem werden im Rahmen des Projekts innovative und neuartige Bauformen entwickelt und technische Sonderlösungen für den Fischaufstieg, wie Fischschleusen und Fischaufzüge untersucht. Aus den Ergebnissen werden Richtlinien und Empfehlungen für die Beratungspraxis abgeleitet.

Histological and multi-biomarker analyses in Limanda limanda collected from shipwrecks in the North Sea to assess the biological effects of old World War munitions

This dataset documents field investigations on the biological effects of legacy World War I munitions on marine organisms, with a focus on shipwreck sites in the North Sea. Three historically well-documented wrecks were selected: the light cruiser SMS Mainz, the minelayer SMS Ariadne, and the submarine UC30. These wrecks were chosen based on detailed archival information regarding their sinking circumstances and cargo, their unambiguous identification, and their accessibility for scientific diving operations. As a munition-free control, a reference area outside known wreck fields was sampled (Naturschutzgebiet Borkum Riffgrund). The flatfish Limanda limanda (dab) was selected as a sentinel species. Sampling was conducted during several cruises with the research vessel Heincke (HE 573, April 2021 – SMS Mainz; HE 596, April 2022 – UC30 and SMS Ariadne; HE 607, September 2022 – UC30; HE 613, February 2023 – SMS Ariadne) and with the Uthörn (May 2022 – reference site). Fish were caught using bottom trawls deployed as close as possible to the wreck structures. Captured fish were transferred to seawater tanks prior to dissection. Each specimen was measured, weighed, and assessed biometrically to calculate condition factors as indicators of general health. Subsequent processing included macroscopic examination of livers for pathological alterations (e.g., fatty liver, nodules, bile stasis, tumor formation). Liver tissue was partitioned for histological analysis (H&E staining after methacrylate embedding), histochemical biomarker assays (lipofuscin accumulation, neutral lipids, lysosomal membrane stability), and biochemical measurements. Enzyme activities of catalase (CAT) and glutathione S-transferase (GST) were quantified in liver and muscle homogenates using spectrophotometric assays and normalized to protein content. Both otoliths were extracted for age determination, dried, embedded in resin, and microscopically examined under variable light intensities to identify annual growth rings. The resulting dataset integrates biometric data, liver pathology, histological and histochemical biomarkers, enzyme activity profiles, and otolith-based age determinations from dabs collected at munition-affected shipwrecks and a reference site. It provides a standardized and comprehensive resource to evaluate the potential toxicological effects of World War I munitions on marine fish populations in the North Sea.

Anreicherung von Schwermetallen in Nahrungsketten von terrestrischen Oekosystemen. Subletale Effekte auf Populationen von fuer die Bodenfruchtbarkeit wichtigen Tierarten

Gefragt wird, in welcher Weise die Kenndaten von Populationen durch die Anreicherung von Schwermetallen veraendert werden. Auswirkung auf die Abundanz wird gesucht.

Die Biodiversität aeroterrestrischer Algen auf luft-exponierten Oberflächen bei unterschiedlichem Feinstaubeintrag (PM10 und PM2.5)

Es wird untersucht, wieweit die Biodiversität aeroterrestrischer Algen auf der Luft exponierten Oberflächen durch Feinstaubeintrag (PM10 und PM2.5) beeinflusst wird. Studies deal on the influence of different amounts of PM10 and PM2.5 on the biodiversity of aeroterrestrial algae that grow on exposed surfaces in urban and rural areas.

Langzeituntersuchung der Ölkatastrophe von 1991 am Persischen Golf

Seit Juni 1991 (3 Monate nach der Ölkatastrophe des Golfkrieges) ist die betroffene Saudi-Arabische Küste jährlich untersucht worden. Da die Verölung noch nicht überwunden ist, wird ein internationales Projekt Re-assessment 2001 vorbereitet, das eine Bilanz nach 10 Jahren ziehen soll.

Wirkung ionisierender Strahlen auf Zellen, Organe und Tiere

Bestrahlung von Tieren (Maeusen), Zellen und Organen mit Roentgenstrahlen. Untersuchung des Wachstums der Tiere sowie bestimmter Funktionen der Organe nach Bestrahlung sowie Untersuchung des Verhaltens von Saeugetierzellen. Untersuchung an isolierten Organen nach Einwirkung von Roentgenstrahlen.

Oelpest in ihrer direkten und indirekten Wirkung auf Seevoegel. Seevoegel als Indikatoren fuer 'schleichende' Oelpest

Es soll weiter geklaert werden: a) Wie hoch die Verluste durch Oelpest in der Deutschen Bucht bei Seevoegeln sind (welche Arten); besonders dann, wenn keine Oelkatastrophe ansteht. b) Welche Seevogelarten und in welcher Weise diese als Indikatoren fuer 'schleichende' Oelpest angesehen werden koennen. c) Welche Spaetschaeden bei Seevoegeln nach Kontakt mit Oel zu beobachten sind.

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